油封對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備潤(rùn)滑的作用

張之新，板 俊

（中國(guó)石油蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060）

0 引言

在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備管理工作中，相關(guān)技術(shù)人員通常認(rèn)為所有設(shè)備都是具有它的生命，就如同人一樣。對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備而言，在其操作與維護(hù)的工作中，最主要的就是潤(rùn)滑問(wèn)題了。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備潤(rùn)滑相當(dāng)于人們每天所要攝取的食物和水，否則就無(wú)法生存。設(shè)備缺少潤(rùn)滑，它的生命一樣會(huì)結(jié)束。所以對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備而言，設(shè)備潤(rùn)滑管理是維護(hù)工作的首要問(wèn)題。

要搞好轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備潤(rùn)滑管理，先要仔細(xì)了解和認(rèn)真分析設(shè)備潤(rùn)滑部位的結(jié)構(gòu)，從而根據(jù)潤(rùn)滑部位得出潤(rùn)滑方法，最后制定實(shí)施方法和維護(hù)方案。

1 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)分析

自潤(rùn)滑機(jī)泵或潤(rùn)滑脂泵，其運(yùn)行平穩(wěn)性和壽命一般較好，但凡是用潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑的機(jī)泵其返修率等都較差。所以，需要加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備潤(rùn)滑管理的針對(duì)性，并且有很多地方可以改善。

1.1 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備潤(rùn)滑部位結(jié)構(gòu)

流體動(dòng)密封按類別可以分為接觸式、非接觸式、組合式和封閉式4 種，其中在蘭州石化公司運(yùn)用比較多的有接觸式（如填料密封和機(jī)械端面密封）和組合式密封（如一般機(jī)泵使用的機(jī)械密封），接觸式的密封是密封中較容易，密封效果也比較好的一種。而非接觸式密封主要用在組合式密封中和大型機(jī)組中，其密封（如汽輪機(jī)的疏齒密封）機(jī)理在相關(guān)論文中有過(guò)詳細(xì)介紹，本文主要以機(jī)泵潤(rùn)滑中常見的密封方式，討論密封對(duì)設(shè)備潤(rùn)滑部分的影響。

以上為FS 型玻璃鋼離心泵的結(jié)構(gòu)，其潤(rùn)滑油箱的結(jié)構(gòu)與蘭州石化公司使用的大多數(shù)機(jī)泵基本相似。零件編號(hào)見表1，自10 號(hào)零件開始到18 號(hào)零件為潤(rùn)滑油封零件，其主要以接觸式密封為主。而接觸式密封的最大缺點(diǎn)就是壽命較短。

表1 離心泵零件編號(hào)

1.2 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備油封結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

在FS 型玻璃鋼離心泵結(jié)構(gòu)中，油封主要安裝在SG 油封蓋和軸承封圈上，為了延長(zhǎng)使用壽命和適應(yīng)介質(zhì)（一般是潤(rùn)滑油），油封的制作材料相當(dāng)重要，一般選用強(qiáng)度較大的復(fù)合材料中耐油橡膠材料的骨架密封（如丁腈橡膠、硅膠、氟膠、聚氨酯TPU 等）。

下面就不同種類的油封及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

圖1 離心泵

首先從最簡(jiǎn)單的O 形圈開始，其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，成本低廉，更換簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是密封以機(jī)械壓緊為主，接觸面容易老化，不能自動(dòng)調(diào)節(jié)密封間隙（圖2）。一般用在比較容易更換的部位或靜密封部位。其在靜密封部位最為常見，而且密封效果好，但對(duì)于動(dòng)密封是一種較廉價(jià)但密封效果較差的密封元件。

圖2 O 形圈結(jié)構(gòu)

Z 形油封在一定程度上克服了O 形圈在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備軸段密封的缺點(diǎn)，可以不用機(jī)械壓緊力而由介質(zhì)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)與軸的接觸力，有效延長(zhǎng)密封件的壽命，提高有效密封壽命（圖3）。其在機(jī)械設(shè)備中主要起防塵和密油作用，但對(duì)轉(zhuǎn)速和溫度要求苛刻，因?yàn)槠洳牧希ㄒ话銥橄鹉z類材料），溫度一般在-40～+80 ℃。軸與該材料摩擦面較大，生熱也較多，致使材料老化過(guò)快，失去原有彈性，使密封失效。

圖3 Z 形油封

將Z 形油封的接觸面積縮小，形成新型的密封，雖然有效地避免了老化問(wèn)題，但由于接觸面積減小，對(duì)介質(zhì)的壓力有一定要求。如蘭州石化公司常用的J 形無(wú)骨架油封與U 形無(wú)骨架油封以及骨架式橡膠油封（圖4）。

圖4 J 形與U 形油封

J 形與U 形無(wú)骨架密封一般要求工作溫度在-40～120 ℃，根據(jù)不同的連接結(jié)構(gòu)選用不同密封。J 形密封比U 形密封更好拆卸和更換。

骨架式橡膠油封（圖5）綜合了以上各密封的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槠洳牧系倪x擇范圍寬、對(duì)工作溫度要求更寬松（一般為-40～220 ℃），在保障密封效果的前提下降低了設(shè)備對(duì)其自由度的要求，改進(jìn)了對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求。其最大特點(diǎn)是，有效利用介質(zhì)的壓力來(lái)做自我密封的調(diào)節(jié)，并且采用2 個(gè)線密封，使密封作用更佳?；蛘甙哑渲锌客鈧?cè)的密封面視作隔塵設(shè)計(jì)，減小因空氣中粉塵侵入密封面、由摩擦引起的密封失效。

圖5 骨架式橡膠油封

2 機(jī)泵潤(rùn)滑管理的方法

2.1 密封結(jié)構(gòu)選取

根據(jù)以上對(duì)機(jī)泵潤(rùn)滑油箱兩端的密封分析，可以得出如下結(jié)論。

首先，動(dòng)密封的密封效果和密封方法必定不如靜密封，這是密封里最基本的知識(shí)。也就是說(shuō)，遇到密封問(wèn)題首先看是否可以將動(dòng)密封轉(zhuǎn)化為靜密封。例如在雙支撐機(jī)泵上，在機(jī)泵上存在2個(gè)油箱，即最少要3 個(gè)動(dòng)密封和1 個(gè)靜密封；而在一級(jí)機(jī)泵上卻只有1 個(gè)油箱，即只用2 個(gè)動(dòng)密封。這樣就減少了一個(gè)動(dòng)密封，而在裝置設(shè)計(jì)時(shí)，如果審圖多注意將多級(jí)機(jī)泵（需要揚(yáng)程高的機(jī)泵）通過(guò)工藝管道的從新選型和設(shè)計(jì)，改用單級(jí)機(jī)泵，這樣可以為后期的潤(rùn)滑密封的維護(hù)工作節(jié)省出很多空間。

其次，在機(jī)泵油封選擇方面，要同時(shí)考慮油封成本和性能，避免盲目選型，應(yīng)根據(jù)裝置的條件選擇性價(jià)比合適的油封。

最后，根據(jù)所選的油封對(duì)環(huán)境的要求（即對(duì)溫度和雜質(zhì)的要求），考慮機(jī)泵安置位置：如果機(jī)泵油封為無(wú)防塵設(shè)計(jì)，宜安放在較為干凈的地方；如果所選油封對(duì)溫度要求苛刻，則應(yīng)放置在環(huán)境溫度較低的位置。

2.2 密封部位維護(hù)

根據(jù)油封的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，可以人為地創(chuàng)造更為適宜的環(huán)境，使機(jī)泵油封較好地發(fā)揮作用。

首先，油封為接觸式密封，對(duì)雜質(zhì)的要求較為苛刻，只要有很小的雜質(zhì)就可以使密封失效。人為的控制周圍環(huán)境，可以改善油封的工作環(huán)境，如按時(shí)打掃機(jī)泵周圍衛(wèi)生，降低周圍空氣中粉塵雜質(zhì)的侵入，仔細(xì)打掃停用泵的密封處，確保密封處的清潔。定期對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行更換和對(duì)油箱進(jìn)行清洗，這不僅對(duì)油封有好處，還對(duì)軸承起著至關(guān)重要的作用。

其次，按時(shí)檢查機(jī)泵潤(rùn)滑油溫，防止超溫使油封老化。檢查時(shí)應(yīng)注意油封處是否有泄漏，如有則要及時(shí)聯(lián)系進(jìn)行處理。

最后，鉗工在安裝密封件時(shí)，應(yīng)避免強(qiáng)行安裝，以減少因用力過(guò)大造成密封件的損壞。

3 總結(jié)

轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備潤(rùn)滑管理中，油封雖然看起來(lái)不起眼，或者較廉價(jià)，容易被忽視，但其作用非常重要，不可小視。如果因這個(gè)小小的、不起眼的油封發(fā)生問(wèn)題，致使機(jī)泵抱軸，甚至整個(gè)機(jī)泵失去能夠繼續(xù)工作的能力。因此，必須做好油封的潤(rùn)滑管理工作。